ASTM D5420 è un metodo di prova standard utilizzato per valutare la resistenza agli urti dei materiali plastici. Misurando la risposta di un materiale a un impatto controllato, questo test aiuta a valutare la durata e l’idoneità per varie applicazioni, tra cui l’industria automobilistica, l’imballaggio, l’edilizia e i beni di consumo. Il test è particolarmente utile per determinare il comportamento delle materie plastiche in presenza di forze improvvise, che possono essere fondamentali nella progettazione dei prodotti e nella valutazione della sicurezza.
CHE COS’È L’ASTM D5420?
L’ASTM D5420 definisce una procedura per determinare la tenacità e la resistenza all’urto delle materie plastiche attraverso una prova d’urto con caduta del peso. Questo metodo standardizza condizioni quali la forma, il peso e l’altezza dell’impatto per garantire risultati coerenti e ripetibili. È comunemente utilizzato per confrontare diversi materiali plastici, valutare le loro proprietà meccaniche e prevedere le prestazioni in condizioni di stress reali.
Questo standard svolge un ruolo cruciale nella selezione dei materiali, in quanto i produttori lo utilizzano per garantire che i componenti in plastica possano resistere agli urti meccanici, alle cadute accidentali e ad altre forze legate agli impatti senza subire guasti catastrofici.
COSA MISURA L’ASTM D5420?
Questo test misura la resistenza all’urto di un campione di plastica quantificando l’energia necessaria per provocarne la rottura. I risultati aiutano gli ingegneri e gli scienziati dei materiali a selezionare materiali in grado di sopportare le sollecitazioni meccaniche e gli impatti del mondo reale senza incrinarsi o rompersi.
I parametri chiave misurati includono:
- Assorbimento dell’energia d’impatto: quanta energia può assorbire il materiale prima che si verifichi un cedimento.
- Deformazione del materiale e comportamento alla frattura: se il materiale si piega, si incrina o si frantuma in seguito all’impatto.
- Modalità di guasto (fragile o duttile) – determina se il guasto è una rottura netta (fragile) o comporta allungamenti e deformazioni (duttile).
- Coerenza e ripetibilità: garantisce confronti affidabili tra diversi materiali e condizioni di prova.
ASTM D5420 – COME ESEGUIRE UNA PROVA
Il test ASTM D5420 segue una metodologia precisa per garantire una valutazione accurata della resistenza agli urti.
- Il processo inizia con la selezione e la preparazione del numero necessario di campioni di prova in base alla norma. Ogni campione viene etichettato e condizionato in base a specifici parametri ambientali prima di essere analizzato.
- Una volta preparata, si sceglie la geometria di prova appropriata e si configura l’apparecchiatura di prova di conseguenza. Prima di procedere, si misura lo spessore di ciascun provino nell’area di impatto. Per i campioni stampati a iniezione, se la variazione di spessore rimane entro il 5%, è sufficiente una singola misurazione.
- Per mantenere risultati imparziali, un campione viene selezionato in modo casuale. Viene quindi posizionato con cura sulla piastra di supporto, garantendo un allineamento uniforme della superficie in tutti i test. Il test d’impatto in sé consiste nel sollevare il piede d’appoggio e il peso a un’altezza stabilita. Prima di rilasciare il peso, è fondamentale verificare che il campione sia appoggiato in piano alla piastra di supporto. Al momento del rilascio, il peso colpisce il campione e l’impatto risultante viene analizzato.
- Dopo la prova, il provino viene esaminato per individuare segni visibili di cedimento, come cricche, fratture o deformazioni permanenti. Se il danno non è immediatamente evidente, si può applicare un colorante penetrante come il violetto di genziana per evidenziare le microfratture. In base ai risultati, viene regolata l’altezza di caduta.
Se il provino cede, l’altezza viene ridotta mantenendo costante il peso. Al contrario, se il campione rimane intatto, l’altezza viene aumentata progressivamente per la prova successiva. Questo processo continua fino a quando non emerge un modello di guasto coerente.
MACCHINA DI PROVA PER ASTM D5420
Per eseguire i test ASTM D5420 sono necessarie macchine specializzate per le prove d’urto. Queste macchine includono tipicamente:
- Meccanismi di altezza di caduta regolabile per controllare l’energia d’impatto e simulare vari scenari d’impatto.
- Geometrie di riscontro intercambiabili per adattarsi alle diverse proprietà dei materiali e alle esigenze di test.
- Fissare le attrezzature per il mantenimento dei campioni per garantire condizioni di prova accurate e ripetibili.
- Sistemi di acquisizione dati ad alta velocità per acquisire con precisione le forze d’impatto, la deformazione del campione e le caratteristiche di rottura.
STEP Lab ha progettato la serie DW, un sistema avanzato per condurre test d’impatto in conformità allo standard ASTM D5420.
- Velocità d’impatto fino a 5,0 m/s (fino a 20 m/s con un sistema di precarico a molla)
- Gamma di pesi di caduta standard (da 0,5 a 10 kg, per un totale di 70 kg)
- Acquisizione della velocità d’impatto a 200 kHz
- Forza la velocità di acquisizione del segnale fino a 10 MHz.
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